De Beste Productieproces Kiezen voor Aangepaste Elektronische Behuizingen

Elektronische apparaten zijn overal, van smartphones en laptops voor consumenten tot geavanceerde medische apparaten, cruciale vliegbesturingen in vliegtuigen, en veiligheids-, prestatie- en entertainmentsystemen in voertuigen.

Ondanks hun wijd uiteenlopende toepassingen, hebben veel elektronische apparaten ten minste één ding gemeenschappelijk: de printplaten en andere componenten die ze laten werken, zitten allemaal in een behuizing.

Een op maat ontworpen behuizing kan helpen consumenten- en computerelektronica-producten te onderscheiden van gecommoditiseerde concurrenten. Andere behuizingen bieden meer praktische voordelen, zoals het beschermen van industriële en andere apparatuur tegen vocht, hitte of chemicaliën, onder andere gevaren.

Verschillende productieprocessen zijn beschikbaar om een behuizing te maken die voldoet aan de prestaties en esthetiek die de meeste elektronische apparaten vereisen. Deze diensten kunnen een project van prototyping naar lage-volume productie brengen, terwijl ze de time-to-market versnellen en op de lange termijn leiden tot besparingen.

Deze introductie behandelt de voor- en nadelen van elk proces voor het produceren van behuizingen, inclusief ontwerpoverwegingen, materiaal- en montageopties, en geavanceerde productietechnieken.

Injectiegieten

Kunststof injectiegieten levert sterke, duurzame onderdelen op. Dat maakt het een goede keuze voor medische en andere kleine handgehouden apparaten zoals afstandsbedieningen, laptop-docks en onderdelen voor smartphone-behuizingen. Afwerkingen variëren van bijna glanzend tot mat. U kunt ook transparante onderdelen krijgen voor knoppen, lenzen of lichtgeleiders. Afhankelijk van hun geometrieën, kunnen grotere onderdelen uitdagend zijn om in-house te fabriceren en zijn misschien beter geschikt voor ons Hubs-productienetwerk.

Het prototype injectegietproces levert onderdelen binnen dagen, wat de productontwikkelingscycli met weken, soms maanden, verkort. Prototyping op deze manier kan duurder zijn bij iteraties vóór productie, maar kan ook als brug naar productie dienen. Naarmate klanten hogere volumes zoeken, biedt ons on-demand productieproces onbeperkte schoten per vorm.

Ronde CNC-frezen creëren de aluminium vormen die injecteergegoten onderdelen produceren, dus ontwerpen moeten een radius of een zekere afronding bevatten waar vloeren aan muren grenzen en aan de bovenzijden van muren. Protolabs' ontwerp voor fabricageerbaarheid analyse kan identificeren waar radii in een onderdeel zitten. De standaard ontwerpbeoordeling evalueert ook wanddikte, waar consistentie de kunststofstroom in de vorm verbetert om een hoogwaardig onderdeel te produceren. Zijaacties creëren gaten voor connectors of voedingen.

ABS/PC-mengsels en glasgevulde nylon zijn onder de materialen die de beste duurzaamheid bieden in injecteergegoten onderdelen.

Een medisch instrumentenhoesje of andere behuizing die aan een passend stuk bevestigd wordt met schroeven of bouten, is een kandidaat voor inleggeten, een geavanceerd productieproces waarbij gegoten metalen inleggeten in de vorm worden geplaatst vóór kunststofinjectie. Een ander geavanceerd proces, overgieten, omvat het gieten van een zacht kunststof- of vloeibaar silicone rubber onderdeel op een al gegoten hard-kunststof onderdeel, of substraat. De twee onderdelen zijn permanent chemisch of mechanisch aan elkaar gebonden.

De levertijd voor injecteergegoten onderdelen is doorgaans 15 dagen.

Sheet Metal Fabricatie

Het standaardproces voor het maken van behuizingen voor computeronderdelen, paneeldozen en elektronische busbars is sheet metal fabricatie. Sheet metal behuizingen of onderdelen worden uit een dun, plat stuk metaal geknipt, met een persbank of vouwmachine in vorm gebogen en soms gelast. Gaten voor kabels of lamellen voor ventilatie worden gelasergesneden uit het blad voordat de buiging begint. Hoewel licht, zijn metalen behuizingen zeer duurzaam en is het materiaal doorgaans betaalbaar.

Ontwerpen moeten waarschijnlijk minder complex zijn vanwege de beperkingen en veiligheidskwesties die bij het handmatig buigen van een metaalstuk horen. Met minder materiaalkeuzes dan bij andere processen, worden de meeste sheet metal behuizingen gemaakt van aluminium of roestvrij staal.

We hebben duizenden sheet metal hardware-opties voor het integreren van moeren, pennen, bouten en andere connectors, of gegoten of niet-gegoten afstandshouders om ruimte te bieden tussen verbonden onderdelen.

Poedercoating - een droge verf die wordt aangebracht en gebakken op elk elektrisch geleidend metaal - is een populaire afwerking voor metalen behuizingen. Het is sneller, goedkoper en duurzamer dan verf, vooral buitenshuis. Ook ziet het er geweldig uit.

Bij een doosvormige behuizing kunnen kleine kerften of buigreliëfs voorkomen dat het metaal naar buiten buigt en een kleine spleet achterlaat waar twee flenzen samenkomen. Of die gebieden kunnen glad geschuurd, gelast en poedergecoat worden zodat het eruitziet als één massief onderdeel. Twee ontwerpkenmerken om te overwegen als u scherpe randen op sheet metal behuizing-onderdelen wilt elimineren, zijn een radius - of afgeronde hoek - of een schuine/afgeplatte hoek, bekend als een fasering.

Een klant heeft misschien maar een klein aantal sheet metal behuizingen nodig. Maar eenmaal de setup aanwezig is om ze te produceren, kost het maken van meer minder. Onderdelen kunnen beschikbaar zijn binnen drie werkdagen, maar poedercoating, hardware-installatie en lassen kunnen er een of twee dagen aan toevoegen.

CNC-Bewerking

Snelheid is de grootste reden voor het gebruik van CNC-bewerking om elektronische behuizingen te maken, met onderdelen klaar in één tot drie werkdagen. U kunt ook complexere ontwerpen frezen, maar ze kunnen iets langer duren om te produceren. Gefreeste onderdelen zijn duurzaam en ons CNC-bewerkingsproces gebruikt de meeste kunststoffen beschikbaar voor injectiegieten en de meeste metalen gebruikt in sheet metal fabricatie.

De meeste gefreeste behuizingen zijn eenmalig voor het maken van een gespecialiseerd vervangingsonderdeel of het prototypen van een nieuw ontwerp. Omdat frezen een subtractief proces is - het knippen van het onderdeel of de behuizing uit een blok materiaal - is het enigszins duurder. Voor bestellingen van 150 of meer onderdelen kan sheet metal fabricatie of injectiegieten op de lange termijn goedkoper zijn.

Kunststofonderdelen worden als gefreest geleverd, zodat enkele freessporen zichtbaar kunnen zijn. Metalendeel kunnen gestraald worden om een matte afwerking te krijgen. Metalendeel kunnen ook geanodiseerd of chemisch gecoat worden om ze te beschermen tegen corrosie.

3D-Printen

Stereolithografie (SLA), selectieve lasersintering (SLS) en Multi Jet Fusion (MJF) zijn de primaire industriële 3D-printprocessen die gebruikt worden om behuizingen te maken voor consumentenelektronica en industriële apparatuur. Alle drie kunnen prototypes of eindgebruiksonderdelen produceren in slechts een dag.

Stereolithografie gebruikt een ultraviolette laser die op het oppervlak van een vloeibare thermoharsende hars tekent om onderdelen te bouwen met duizenden lagen materiaal. Dit resulteert in een gladde oppervlakteafwerking. Het creëert conceptmodellen, cosmetische prototypes en complexe onderdelen met ingewikkelde geometrieën. Bij prototyping kunnen ontwerpers een transparante behuizing laten printen om te zien hoe printplaten en andere componenten passen. Sommige elektronische behuizing prototypes testen op luchtstroom door kleine blokken die transistors en andere componenten voorstellen toe te voegen, en rook in de doos te blazen om te zien hoe het circuleert. Net als bij injectiegieten, kunnen ook functioneel transparante onderdelen voor knoppen, lenzen of lichtgeleiders worden geprint.

Zowel SLS als MJF zijn in staat om duurzame behuizingen te printen met chemische- en hittebestendigheideigenschappen.

Terwijl zowel SLS als MJF robuuste, duurzame nylon behuizingen produceren, verschillen ze iets in hoe de materialen worden verwerkt. Selectieve lasersintering gebruikt een computergecontroleerde CO2-laser om lagen gepulveriseerd materiaal van beneden naar boven te smelten. Multi Jet Fusion brengt selectief smelt- en detaileeragenten aan op een bed nylon poeder, met verwarmingselementen om lagen te smelten tot een vast component. Beide processen resulteren in een getextureerde afwerking, zeer vergelijkbaar met denim blauwe jeansmateriaal. De meeste materiaalopties voor SLS en MJF (zowel gevuld als ongevuld) bieden chemische- en hittebestendigheideigenschappen, wat ze ideale kandidaten maakt voor eindgebruiksbehuizingen. Bovendien kunnen deze materialen onderdelen produceren met flexibiliteit, zoals filmscharnieren of klikken, wat ze ideaal maakt voor eendeelingsbehuizingen die veilige verbindingen vereisen.

Selectieve lasersintering en Multi Jet Fusion zijn ideaal voor lage-volume productie. Dit kunnen honderden onderdelen zijn, hoewel bestellingen voor kleinere behuizingen gemakkelijk in de duizenden kunnen lopen. Nylon poederbedtechnologieën zijn een van de snelste 3D-printprocessen, dus ze hebben doorgaans de laagste prijs per onderdeel, vooral in grotere hoeveelheden.